CN109585075A - 一种新能源汽车用高屏蔽性耐高温超柔电缆 - Google Patents
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Abstract
一种新能源汽车用高屏蔽性耐高温超柔电缆，包括由内而外依次设置的中心导体、绝缘层、聚酯带层、编织屏蔽层、铝箔屏蔽层、护套层和外部编织层；铝箔屏蔽层采用铝塑复合带材料，内侧裸露并包覆于编织屏蔽层；中心导体为铝合金导体，原料包括：铝100份；铁0.4~0.6份；硅0.06~0.08份；铜0.3~0.5份；镁0.02~0.03份；其他0.3份；聚酯带层采用聚氨酯制成，原料包括：TDI‑100:20~30份；TDI‑80:10~20份；TDI‑65:10~20份；端羟基化合物40~50份。本发明具有较强的屏蔽性，同时可满足长期在200℃高温下工作的要求，提高了电缆的耐温性能、弯曲性能和运行安全性，满足了产品应用的诸多技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电缆结构的技术领域，具体涉及一种新能源汽车用高屏蔽性耐高温超柔电缆。
背景技术
新能源汽车，如纯电动汽车、混合动力汽车等，其车内的高压动力电缆的绝缘层及护套层大都采用额定温度为125℃的材料。但在实际应用中，当新能源汽车负载运行时，在车辆起动、制动、加速和减速时，车辆的工作电压、电流以及频率均会发生急剧变化，短时间内产生的温度非常大，常规耐温等级的材料已经不能满足使用要求，因此需要更高温度等级（如200℃）的电缆材料，并要求满足长期高度弯曲的应用要求。
目前，实际制约新能源汽车发展的最大因素是使用的安全性，尤其是新能源汽车的起火问题，是阻碍新能源汽车大规模推广的主要因素之一，但是现有的电缆中，尚无能够适应新能源汽车特性的专用电缆，因此上述安全隐患依然存在。
因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。
发明内容
本发明目的是提供一种新能源汽车用高屏蔽性耐高温超柔电缆。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种新能源汽车用高屏蔽性耐高温超柔电缆，包括中心导体、绝缘层、聚酯带层、编织屏蔽层、铝箔屏蔽层、护套层和外部编织层；
所述中心导体为通过交叉正规绞合所形成的退火铝合金绞合导体；
所述中心导体的外周紧密包覆有所述绝缘层，该绝缘层的外周紧密包覆有所述聚酯带层，该聚酯带层的外周紧密包覆有由裸铜丝或镀锡铜丝形成的所述编织屏蔽层，该编织屏蔽层的外周紧密包覆有所述铝箔屏蔽层，该铝箔屏蔽层的外周紧密包覆有所述护套层，该护套层的外周则紧密包覆有所述外部编织层；
所述铝箔屏蔽层采用铝塑复合带材料，该铝箔屏蔽层的内侧表面裸露并贴合包覆于所述编织屏蔽层的外周；
所述编织屏蔽层的编织密度为80%~90%；
所述中心导体为铝合金导体，所述铝合金导体的原料包括以下重量份的组分：
铝 100份；
铁 0.4~0.6份；
硅 0.06~0.08份；
铜 0.3~0.5份；
镁 0.02~0.03份；
其他 0.3份；
所述聚酯带层采用聚氨酯制成，所述聚氨酯的原料包括以下重量份的组分：
TDI-100 20~30份；
TDI-80 10~20份；
TDI-65 10~20份；
端羟基化合物 40~50份。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述绝缘层以及所述护套层均由特种耐高温高抗撕硅橡胶制成；
所述特种耐高温高抗撕硅橡胶的原料包括以下重量份的组分：
甲基乙烯基硅橡胶 45~65份；
乙烯基硅油 3~5份；
苯乙烯基甲基硅橡胶 5~10份；
阻燃剂 2.5~6份；
防火剂 1.5~5份；
白炭黑 1.5~3份；
填充剂 5~8份。
2、上述方案中，所述特种耐高温高抗撕硅橡胶的原料组分还包括：
硬脂酸锌 2~3份；
二氧化硅 2~3份；
硬脂酸锌 2~3份；
所述填充剂为二氧化硅。
3、上述方案中，所述特种耐高温高抗撕硅橡胶的原料中添加有铂金硫化剂，该铂金硫化剂的原料包括以下重量份的组分：
甲基硅橡胶0.5~5份；
甲基乙烯基硅橡胶8~33份；
硅烷偶联剂3.5~15份；
铂金络合盐0.000005~0.00005份。
4、上述方案中，所述铂金硫化剂由A组分铂金硫化剂和B组分铂金硫化剂组成；其中，
所述A组分铂金硫化剂包括以下重量份的组分：
铂金络合盐0.000005~0.00005份；
甲基硅橡胶0.5~5份；
甲基乙烯基硅橡胶3~10份；
其余填充剂8~20份；
所述B组分铂金硫化剂包括以下重量份的组分：
甲基乙烯基硅橡胶5~23份；
硅烷偶联剂3.5~15份；
其余填充剂5~15份。
并且，A组分铂金硫化剂的添加比为特种耐高温硅橡胶原料重量的0.3%~2%，B组分铂金硫化剂的添加比为特种耐高温硅橡胶原料重量的0.6%~3.5%。
5、上述方案中，所述A组分铂金硫化剂的组分还包括：
二氧化硅1~2.5份；
硬脂酸锌0.5~2份；
所述A组分铂金硫化剂的所述填充剂为所述二氧化硅；
所述B组分铂金硫化剂的组分还包括：
甲基硅橡胶2.5~8份；
所述B组分铂金硫化剂的所述填充剂为所述甲基硅橡胶。
6、上述方案中，所述A组分铂金硫化剂和所述B组分铂金硫化剂添加顺序为：
先在所述特种耐高温硅橡胶的原料中加入所述B组分铂金硫化剂，在炼胶机中混炼3~5分钟，待充分混匀后再加入所述A组分铂金硫化剂，并继续混炼至少1分钟；
在整个添加过程中，所述炼胶机的滚筒内温度保持在5~40℃。
6、上述方案中，所述特种耐高温高抗撕硅橡胶护套层中的特种耐高温高抗撕硅橡胶原料还包括以下重量份的组分：
脱模剂 2~5份；
除霜剂 3~5份；
色膏 1~3份。
借此组分设计，再加入铂金硫化剂之后，可保证电缆具备高柔软的特性，使用时易于安装，同时电缆可以耐+200℃的高温、-60℃的低温，并具有优异的抗撕性以及耐臭氧、耐油、耐高低温、环保等特性。
7、上述方案中，TDI-100为含100%的2,4-甲苯二异氰酸酯；TDI-80为含80%的2,4-甲苯二异氰酸酯，20%的2,6-甲苯二异氰酸酯；TDI-65为含65%的2,4-甲苯二异氰酸酯，35%的2,6-甲苯二异氰酸酯；
借此配方设计，所述聚酯带层能够带来的效果为较高的机械强度和氧化稳定性；具有较高的柔曲性和回弹性；同时具有优良的耐油性、耐溶剂性、耐水性和耐火性。
8、上述方案中，所述外部编织层采用阻燃涤纶丝材质编织，外表面涂布有硅树脂涂层。
所述中心导体的绞线退火采用罐式退火，且退火的核心温度控制在340~360°C；所述中心导体的电阻率为铜的61.5%以上，强度为110~142Mpa，伸长率大于25%。
本发明的工作原理及优点如下：
相比现有技术而言，本发明具有较强的屏蔽性能，同时可使电缆满足长期在200℃高温下工作的要求，比常规的125℃和150℃耐温等级的电缆耐温更高；且电缆的绝缘外径减少，弯曲半径变小，由于采用了聚酯带缠绕对绝缘层进行保护，可防止编织屏蔽层覆盖时有压痕或刺穿而造成绝缘层的破坏，其大大提高了电缆的耐温性能、弯曲性能和运行安全性，满足了产品应用的诸多技术要求。
附图说明
附图1为本发明实施例的剖面结构示意图。
以上附图中：1、中心导体；2、绝缘层；3、聚酯带层；4、编织屏蔽层；5、铝箔屏蔽层；6、护套层；7、外部编织层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：如图1所示，一种新能源汽车用高屏蔽性耐高温超柔电缆，包括中心导体1、绝缘层2、聚酯带层3、编织屏蔽层4、铝箔屏蔽层5、护套层6和外部编织层7。
所述中心导体1为采用超细铝合金丝多单元小节距导体通过交叉正规绞合所形成的退火铝合金绞合导体；
所述中心导体1的外周紧密包覆有所述绝缘层2，该绝缘层2的外周紧密包覆有所述聚酯带层3，该聚酯带层3的外周紧密包覆有由裸铜丝或镀锡铜丝形成的所述编织屏蔽层4，该编织屏蔽层4的外周紧密包覆有所述铝箔屏蔽层5，该铝箔屏蔽层5的外周紧密包覆有所述护套层6，该护套层6的外周则紧密包覆有所述外部编织层7；
双层屏蔽可以达到100%屏蔽效果，能起到有效防止电缆在复杂电路中传输电流时对周边设备电器产生电磁干扰，并能防止受到外部电磁干扰。
所述绝缘层2以及所述护套层6均由特种耐高温高抗撕硅橡胶制成；
所述特种耐高温高抗撕硅橡胶的原料包括以下重量份的组分：
甲基乙烯基硅橡胶 45~65份；
乙烯基硅油 3~5份；
苯乙烯基甲基硅橡胶 5~10份；
阻燃剂 2.5~6份；
防火剂 1.5~5份；
白炭黑 1.5~3份；
填充剂 5~8份。
所述特种耐高温高抗撕硅橡胶的原料组分还包括：
硬脂酸锌 2~3份；
二氧化硅 2~3份；
硬脂酸锌 2~3份；
所述填充剂为二氧化硅。
其中，所述特种耐高温高抗撕硅橡胶的原料中添加有铂金硫化剂，该铂金硫化剂的原料包括以下重量份的组分：
甲基硅橡胶0.5~5份；
甲基乙烯基硅橡胶8~33份；
硅烷偶联剂3.5~15份；
铂金络合盐0.000005~0.00005份。
所述铂金硫化剂由A组分铂金硫化剂和B组分铂金硫化剂组成；其中，
所述A组分铂金硫化剂包括以下重量份的组分：
铂金络合盐0.000005~0.00005份；
甲基硅橡胶0.5~5份；
甲基乙烯基硅橡胶3~10份；
其余填充剂8~20份；
所述B组分铂金硫化剂包括以下重量份的组分：
甲基乙烯基硅橡胶5~23份；
硅烷偶联剂3.5~15份；
其余填充剂5~15份。
并且，A组分铂金硫化剂的添加比为特种耐高温硅橡胶原料重量的0.3%~2%，B组分铂金硫化剂的添加比为特种耐高温硅橡胶原料重量的0.6%~3.5%。
其中，所述A组分铂金硫化剂的组分还包括：
二氧化硅1~2.5份；
硬脂酸锌0.5~2份；
所述A组分铂金硫化剂的所述填充剂为所述二氧化硅；
所述B组分铂金硫化剂的组分还包括：
甲基硅橡胶2.5~8份；
所述B组分铂金硫化剂的所述填充剂为所述甲基硅橡胶。
其中，所述A组分铂金硫化剂和所述B组分铂金硫化剂添加顺序为：
先在所述特种耐高温硅橡胶的原料中加入所述B组分铂金硫化剂，在炼胶机中混炼3~5分钟，待充分混匀后再加入所述A组分铂金硫化剂，并继续混炼至少1分钟；
在整个添加过程中，所述炼胶机的滚筒内温度保持在5~40℃。
其中，所述铝箔屏蔽层5采用铝塑复合带材料，该铝箔屏蔽层5的内侧表面裸露并贴合包覆于所述编织屏蔽层4的外周；所述编织屏蔽层4的编织密度为80%~90%。
其中，所述中心导体1为铝合金导体，所述铝合金导体1的原料包括以下重量份的组分：
铝 100份；
铁 0.4~0.6份；
硅 0.06~0.08份；
铜 0.3~0.5份；
镁 0.02~0.03份；
其他 0.3份。
合适的铜元素组分可以保证成品抗蠕变性能良好，合适的镁元素组分可确保产品强度及伸长率良好；其他组分包括锌、硼等。
更优的，所述铝合金导体1的原料包括以下重量份的组分：
铝 100份；
铁 0.55份；
硅 0.078份；
铜 0.41份；
镁 0.022份；
其他 0.3份。
所述中心导体1的绞线退火采用罐式退火，且退火的核心温度控制在340~360°C；所述中心导体的电阻率为铜的61.5%以上，强度为110~142Mpa，伸长率大于25%。
其中，所述特种耐高温高抗撕硅橡胶护套层6中的特种耐高温高抗撕硅橡胶原料还包括以下重量份的组分：
脱模剂 2~5份；
除霜剂 3~5份；
色膏 1~3份。
借此组分设计，再加入铂金硫化剂之后，可保证电缆具备高柔软的特性，使用时易于安装，同时电缆可以耐+200℃的高温、-60℃的低温，并具有优异的抗撕性以及耐臭氧、耐油、耐高低温、环保等特性。
其中，所述聚酯带层3采用聚氨酯制成；
所述聚氨酯的原料包括以下重量份的组分：
TDI-100 20~30份；
TDI-80 10~20份；
TDI-65 10~20份；
端羟基化合物：40~50份。
TDI-100为含100%的2,4-甲苯二异氰酸酯；TDI-80为含80%的2,4-甲苯二异氰酸酯，20%的2,6-甲苯二异氰酸酯；TDI-65为含65%的2,4-甲苯二异氰酸酯，35%的2,6-甲苯二异氰酸酯；
借此配方设计，所述聚酯带层3能够带来的效果为较高的机械强度和氧化稳定性；具有较高的柔曲性和回弹性；同时具有优良的耐油性、耐溶剂性、耐水性和耐火性。
更优的，所述聚氨酯的原料包括以下重量份的组分：
TDI-100 23份；
TDI-80 18份；
TDI-65 14份；
端羟基化合物：43份。
其中，所述外部编织层7采用阻燃涤纶丝材质编织，外表面涂布有硅树脂涂层。
相比现有技术而言，本发明通过采用特种耐高温高抗撕硅橡胶弹性体、聚氨酯材质等耐高温材质，可使电缆满足长期在200℃高温下工作的要求，比常规的125℃和150℃耐温等级的电缆耐温更高；且电缆的绝缘外径减少，弯曲半径变小，由于采用了聚酯带缠绕对绝缘层进行保护，可防止编织屏蔽层覆盖时有压痕或刺穿而造成绝缘层的破坏，其大大提高了电缆的耐温性能、弯曲性能和运行安全性，满足了产品应用的诸多技术要求。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新能源汽车用高屏蔽性耐高温超柔电缆，其特征在于：
包括中心导体、绝缘层、聚酯带层、编织屏蔽层、铝箔屏蔽层、护套层和外部编织层；
所述中心导体为通过交叉正规绞合所形成的退火铝合金绞合导体；
所述中心导体的外周紧密包覆有所述绝缘层，该绝缘层的外周紧密包覆有所述聚酯带层，该聚酯带层的外周紧密包覆有由裸铜丝或镀锡铜丝形成的所述编织屏蔽层，该编织屏蔽层的外周紧密包覆有所述铝箔屏蔽层，该铝箔屏蔽层的外周紧密包覆有所述护套层，该护套层的外周则紧密包覆有所述外部编织层；
所述铝箔屏蔽层采用铝塑复合带材料，该铝箔屏蔽层的内侧表面裸露并贴合包覆于所述编织屏蔽层的外周；
所述编织屏蔽层的编织密度为80%~90%；
所述中心导体为铝合金导体，所述铝合金导体的原料包括以下重量份的组分：
铝 100份；
铁 0.4~0.6份；
硅 0.06~0.08份；
铜 0.3~0.5份；
镁 0.02~0.03份；
其他 0.3份；
所述聚酯带层采用聚氨酯制成，所述聚氨酯的原料包括以下重量份的组分：
TDI-100 20~30份；
TDI-80 10~20份；
TDI-65 10~20份；
端羟基化合物 40~50份。
2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于：
所述绝缘层以及所述护套层均由特种耐高温高抗撕硅橡胶制成；
所述特种耐高温高抗撕硅橡胶的原料包括以下重量份的组分：
甲基乙烯基硅橡胶 45~65份；
乙烯基硅油 3~5份；
苯乙烯基甲基硅橡胶 5~10份；
阻燃剂 2.5~6份；
防火剂 1.5~5份；
白炭黑 1.5~3份；
填充剂 5~8份。
3.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于：
所述特种耐高温高抗撕硅橡胶的原料组分还包括：
硬脂酸锌 2~3份；
二氧化硅 2~3份；
硬脂酸锌 2~3份；
所述填充剂为二氧化硅。
4.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于：
所述特种耐高温高抗撕硅橡胶的原料中添加有铂金硫化剂，该铂金硫化剂的原料包括以下重量份的组分：
甲基硅橡胶0.5~5份；
甲基乙烯基硅橡胶8~33份；
硅烷偶联剂3.5~15份；
铂金络合盐0.000005~0.00005份。
5.根据权利要求4所述的电缆，其特征在于：所述铂金硫化剂由A组分铂金硫化剂和B组分铂金硫化剂组成；其中，
所述A组分铂金硫化剂包括以下重量份的组分：
铂金络合盐0.000005~0.00005份；
甲基硅橡胶0.5~5份；
甲基乙烯基硅橡胶3~10份；
其余填充剂8~20份；
所述B组分铂金硫化剂包括以下重量份的组分：
甲基乙烯基硅橡胶5~23份；
硅烷偶联剂3.5~15份；
其余填充剂5~15份；
并且，A组分铂金硫化剂的添加比为特种耐高温硅橡胶原料重量的0.3%~2%，B组分铂金硫化剂的添加比为特种耐高温硅橡胶原料重量的0.6%~3.5%。
6.根据权利要求5所述的电缆，其特征在于：所述A组分铂金硫化剂的组分还包括：
二氧化硅1~2.5份；
硬脂酸锌0.5~2份；
所述A组分铂金硫化剂的所述填充剂为所述二氧化硅；
所述B组分铂金硫化剂的组分还包括：
甲基硅橡胶2.5~8份；
所述B组分铂金硫化剂的所述填充剂为所述甲基硅橡胶。
7.根据权利要求5所述的电缆，其特征在于：所述A组分铂金硫化剂和所述B组分铂金硫化剂添加顺序为：
先在所述特种耐高温硅橡胶的原料中加入所述B组分铂金硫化剂，在炼胶机中混炼3~5分钟，待充分混匀后再加入所述A组分铂金硫化剂，并继续混炼至少1分钟；
在整个添加过程中，所述炼胶机的滚筒内温度保持在5~40℃。
8.根据权利要求4所述的电缆，其特征在于：所述特种耐高温高抗撕硅橡胶护套层中的特种耐高温高抗撕硅橡胶原料还包括以下重量份的组分：
脱模剂 2~5份；
除霜剂 3~5份；
色膏 1~3份。
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